增程器失效模式分析與故障診斷的研究.pdf

1、　　增程式電動(dòng)汽車作為一種新型技術(shù)路線，通過增加一個(gè)增程器來克服傳統(tǒng)電動(dòng)汽車行駛里程短的缺點(diǎn)。但由于增程器系統(tǒng)頻繁啟停且工作環(huán)境惡劣使得系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障。本文以增程式電動(dòng)汽車的增程器系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行失效模式分析與故障診斷的研究，提高增程器系統(tǒng)的安全性和可靠性，降低了失效風(fēng)險(xiǎn)。
　　首先對(duì)設(shè)計(jì)潛在失效模式及后果分析(DFMEA)方法做簡要闡述。收集整理設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)、裝配等相關(guān)故障數(shù)據(jù)，對(duì)增程器系統(tǒng)及增程器機(jī)械連接子系統(tǒng)

2、實(shí)施DFMEA分析。找出對(duì)安全性或可靠性影響大的失效模式，分析其危害后果、失效機(jī)制，找到薄弱環(huán)節(jié)，從而進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)改進(jìn)，并將其應(yīng)用到新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案和技術(shù)攻關(guān)措施中，提高增程器系統(tǒng)的固有可靠性。同時(shí)，在DFMEA應(yīng)用中提出了提高評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)(RPN)的優(yōu)化方法，并根據(jù)失效嚴(yán)重度S值確定增程器輸出電功率不能滿足目標(biāo)要求的失效模式為本文故障診斷和容錯(cuò)處理的研究對(duì)象。
　　基于增程器系統(tǒng)級(jí)DFMEA分析結(jié)果，對(duì)增程器系統(tǒng)級(jí)故障輸出

3、電功率不能滿足目標(biāo)要求的失效模式進(jìn)行故障診斷。確定故障診斷模型的輸入量和輸出量，通過主成分分析法(PCA)對(duì)故障特征進(jìn)行提取和降維，簡化故障模型。用自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(ANFIS)對(duì)其系統(tǒng)級(jí)故障進(jìn)行診斷。以發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門卡死故障、發(fā)電機(jī)匝間短路故障、連接機(jī)構(gòu)動(dòng)力輸出不足故障以及節(jié)氣門傳感器故障為例訓(xùn)練 ANFIS 模型并輸出診斷結(jié)果。以DFMEA嚴(yán)重度S值評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與動(dòng)力電池剩余電量SOC值作為依據(jù)對(duì)診斷出的故障進(jìn)行相應(yīng)容錯(cuò)處理。

4、r>　　采用 Matlab/Simulink 仿真軟件，依據(jù)增程器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制要求，對(duì)其進(jìn)行建模仿真。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)選擇平均值模型進(jìn)行建模，并采用功率的PID調(diào)節(jié)控制算法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門進(jìn)行閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)輸出功率快速跟隨目標(biāo)功率且穩(wěn)態(tài)誤差??；發(fā)電機(jī)則是根據(jù)其數(shù)學(xué)模型建立其仿真模型，采用轉(zhuǎn)速PID控制和矢量控制對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)控；根據(jù)增程器系統(tǒng)的工作模式和控制要求建立其控制器的控制邏輯模型，并嵌入故障診斷模塊和容錯(cuò)處理模塊，實(shí)現(xiàn)故障在線診斷和